基于靶向诱导链置换放大的高效电化学适体传感器用于人血清中阿霉素的检测

本文报道了一种基于趾环介导链置换反应（TSDR）的高效电化学适体传感器，用于超灵敏检测人血清中的阿霉素（DOX）。该传感器利用适配体（Aptamer）特异性识别DOX，触发循环链置换放大（SDA）过程，使大量亚甲蓝（MB）标记的信号探针富集于电极表面，产生显著增强的电化学信号。该方法无需酶参与，在室温下一步完成，实现了670 fM的极低检测限，为临床药物监测和癌症诊疗提供了新颖、高效的检测平台。

　　

亮点

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  基于适配体和双趾环识别-放大电路的新型电化学传感策略。
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  通过靶标诱导的链置换放大（SDA）实现超灵敏检测，检测限低至670 fM。
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  在复杂人血清基质中具有高选择性。
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  无需酶参与，室温下一锅法反应，操作简便、稳健且成本低。

检测机制

所提出的高效电化学DOX检测策略的原理如图1所示。适配体（Apt）探针包含用于特异性识别DOX的适配体序列。封闭探针（BP）与Apt链配对形成Apt/BP双链体。传感探针的设计使得固定化探针（IP）/辅助探针（AP1-AP2）DNA复合物首先通过形成Au–S键自组装在金电极（AuE）上，这作为趾环置换反应的基底。当DOX存在时，它与Apt探针特异性结合，导致Apt/BP双链体解离，释放出BP。游离的BP随后与IP/AP1-AP2复合物上的初级趾环区域结合，引发链置换反应，释放出AP1-AP2双链体，并暴露出IP上的次级趾环区域。这个次级趾环然后可以与亚甲蓝（MB）标记的信号探针杂交，导致BP被置换下来，并激活这个“分子机器”。被置换的BP可以循环使用，从而使得大量的MB信号探针被捕获到传感器表面，产生显著放大的电流信号用于定量分析。

结论与局限性说明

本研究成功开发了一种利用靶标诱导链置换放大的电化学适体生物传感器，用于人血清中DOX的定量检测。DNA链的循环使用使得大量电活性分子富集在电极表面，产生了显著放大的电流信号用于定量分析。该生物传感器表现出优异的分析性能，具有2 pM至100 nM的宽线性检测范围以及670 fM的低检测限。然而，该传感器在实际临床应用前仍需克服一些局限性，例如提高其在复杂生物样品中的长期稳定性以及简化操作步骤以实现床旁检测（POCT）。尽管如此，这项研究为检测各种生物标志物提供了一种新方法，并有望显著推动临床诊断和药物研究。